Грунтонос

 

Изобретение относится к отбору проб грунта, в частности к грунтоносам. Цель изобретения - отбор поверхностного слоя грунта малой толщины с ненарушенной структурой. Грунтонос содержит корпус, приводной вал которого соединен с концом штанги, на противоположном конце которой установлен диск. Пальцы диска расположены в пазах рычагов, каждый из которых жестко закреплен на одном конце оси с установленными на ней створками, образующими в раскрытом виде затвор грунтоноса. На нижнем конце этой оси закреплен нож-подсекатель с резцом. Во внутренней полости корпуса свободно установлена керноприемная гильза, удерживаемая створками. Корпус снабжен храповиком, взаимодействующим с подпружиненной собачкой для стопорения от вращения. Для обеспечения выталкивания отобранной пробы из грунтоноса в штанге размещен шток с диском на нижнем конце, располагающимся в гильзе. 4 з.п.ф-лы, 6 ил.

(21) 6 (22) 0 (46) 3 (71) P бюр а (72) хоро (53) 4 (56) в

М73 (54) Р (57) 13 грун а брет н та а стру т прив д

35647/23-26 .01.89 ,11.90. Бюл. М 43 едкинское опытно-конструкторское втоматики

В.Копкарев, О.Д.Копкарев, Ю.П.Прои В.М.Ануфриев

3: 053 (088.8) тарское свидетельство СССР

756, кл, 6 01 N 1/08, 1979.

YHTOHOC обретение относится к отбору проб, в частности к грунтоносам. Цель иэоия — отбор поверхностного слоя грунлой толщины с ненарушенной урой. Грунтонос содержит корпус. ной вал которого соединен с концом штанги, на противоположном конце которои установлен диск, Пальцы диска расположены в пазах рычагов, каждый иэ которых жестко закреплен на одном конце оси с установленными на ней створками, образующими B раскрытом виде затвор грунтоноса.

На нижнем конце этой оси закреплен ножподсекатель с резцом. Во внутренней полости корпуса свободно установлена керноприемная гильза, удерживаемая створками. Корпус снабжен храповиком, взаимодействующим с подпружиненной собачкой для стопорения от вращения. Для обеспечения выталкивания отобранной пробы из грунтоноса в штанге размещен шток с диском на нижнем конце, располагающемся в гильде. 4 з, и, ф-лы, 6 ил. грунт быть ного рой. ль изобретения — повышение надежотбора проб малой толщины ненаруй структуры в различных грунтовых ях, фиг.1 изображен грунтонос, общий а фиг.2 — то же, вид сверху; на фиг.3— вид снизу; на фиг. 4 — то же, затвор в том положении; на фиг,5 — разрез А — А ,4; на фиг.6 — грунтонос, положение ивания пробы. унтонос содержит корпус 1, установй с возможностью вращения в хвосто2, фиксируемом s стыковочном ности шенн услов

Н вид; то же закрь на фи вытал

Г ленн вике эобретение относится к отбору проб, в частности к грунтоносам, и может спользовано при отборе поверхностлоя грунта с ненарушенной структуустройстве 3 пробоотборного манипулятора (не показан), приводной вал 4 которого соединен с концом коаксиально размещенной

s корпусе 1 штанги 5 с диском 6 на другом конце, пальцы 7 которого располагаются в пазах 8 рычагов 9, каждый из которых жестко закреплен на конце одной из диаметрально противоположных осей 10, устанозленных с воэможностью вращения в приливах 11 корпуса 1 параллельно его оси.

С другой стороны на ось 10 нанизаны набранные в комплект и образующие затвор грунтоноса плоские остро заточенные створки 12 — 17, выполненные в виде кольцевых отрезков переменной длины с вырезами 18 на периферийной части, равноудаленными от оси 10 и обраэующими винтовую канавку, а на нижнем конце оси 10 закреплен остро

1608454

10 заточеннь и но>к-подсекатель l9 с резцом 20 на конце, снабженным боковой режущей кромкой 21, и пальцем 22, располагающимся в имеющих разную длину пазу 23 створки, 12 и пазу 24 створки 13. Створки 13 и 15так>ке снабжены пальцами 22, располагающимися соответственно в пазах 25 и 26 створок 14и ) 5, и в пазах 27и28 створок16 и 17. На приливах

11 закреплены с возможностью взаимодействия с периферийной стороной створок и ножей-подсекателей упоры 29, выполненные в виде пластин с пилообразными зубьями на нижней кромке, изогнутых по цилиндричсской поверхности, коаксиальной корпусу l. Во внутренней полости корпуса 1, ограниченной сверху диском 6, свободно установлена керноприемная гильза 30, удерживаемая от выпадения из корпуса 1 створками 17, Корпус 1 снабжен храповиком 31, взаимодействующим с подпружиненной собачкой 32, установленной на хвостовике 2. Винтовые канавки, образованные последовательно смещенными вырезами 18 створок, располагаются над передней поверхнос.гыо резцов 20 и соответствуют ей по наклону, Для облегчения выталкивания отобранной пробы из грунтонос- в штанге 5 размещен шток 33 с диском 34 на нижнем конце, располагающимся в гильзе 30, поджатый вверх витой пружиной 35 сжатия до упора диска 34 в верхнюю поверхность керноприемной полости корпуса, В штанге 5 имеется осевое отверстие Зб для ввода штыря 37, воздействующего на верхний торец штока

33, При этом кинемагическая связь между штангой 5 и осями 10 может быть выполнена в виде зубчатой шестерни 38, жестко установленной на штанге 5 и находящейся в зацеплении с зубчатыми секторами 39, закрепленными на верхних концах осей 10, а корпус грунтоноса состои г из жестко соединенных между собой частей 40 и 41.

Грунтонос работает следующим образом.

В исходном положении рычаги 9 с осями 10 повернуты по часовой стрелке и ножиподсекатепи 19 со створками 12 — 17 разведены до поджатия их к упорам 29 за счет поворота штанги 5 и диска 6 с пальцами

7 против часовой стрелки относительно корпуса 1, что соответствует открытому положению затвора грунтоноса. При этом . створки 12 — 17 удерживаются в постоянном контакте с упорами 29 за счет под>кима пальцев 22 к периферийным торцовым стен кам пазов 23 — 28.

Грунтонос манипулятором подводится к намеченному для отбора пробы участку поверхности почвы. Под действием крутя20

55 щего момента, переданного от манипулятора через приводной вал 4 на штангу 5 и далее от пальцев 7 диска 6 на находящиеся в крайнем положении рычаги 9 осей 10, корпус 1 получает вращение против часовой стрелки и с помощью резцов 20 внедряется в грунт на глубину, равную высоте гильзы

30, заполняющейся при этом пробой грунта ненарушенной структуры, чему способствуют выступание внутренней кромки режущей части резца 20 за внутренний диаметр гильзы 30 и возможность проскальзывания последнеи относительно вращающегося корпуса 1,При этом упоры 29, внедряясь пилообразными зубьями в грунт, центрируют грунтонос, а корпус 1 при вращении тыльной стороной зубьев храповика 31 проскакивает по собачке 32 неподвижно закрепленного в стыковочном устройстве 3 хвостовика 2 грунтоноса, Разрушаемый резцами 20 грунт отводится из зоны резания по винтовой канавке, образованной вырезами

18 створок, что облегчает условия внедрения грунтоноса в почву.

После заполнения гильзы 30 пробой грунта на штангу 5 от вала 4 передается вращение по часовой стрелке. При этом кор-! пус 1 стопорится от вращения за счет упора собачки 32 в зуб хрэповика 31, а штанга 5, продолжая поворот, через пальцы 7 диска 6 и пазы 8 рычагов 9 поворачивает оси 10 с ножами-подсекатепями 19 против часовой стрелки, Ножи-подсекатели за счет перемещения пальцев 22 в пазах 23 — 28 последова- тельно увлекают за собой створки 12 — 17, которые при этом смещаются относительно друг друга и ножей-подсекателей 19 íà определенные углы, заданные длинами пазов

23 — 28, выбранными из условия отсутствия появления просветов между соседними створками комплекта по всей длине примыкания, После то —î,,как противолежащие ножи-подсекатели 19 сомкнутся друг с другом, а створка 17 своим концом упрется в основание створки 17 противолежащего комплекта., проходное отверстие грунтоноса оказывается полностью перекрытым затвором за счет веерообразного раздвижения створок 1"-17. При рассмотренном перемещении заточка внутренних кромок ножейподсекатепей и створок, а также наличие боковых режущих кромок 21 у резцов 20 облегчают подрезание пробы грунта, Кроме того, при раздвижении створок происходит их относительное тангенциальное смещение, за счет которого дополнительно перекрывэ,отся вырезы 18. Длины створок комплекта выбраны так, что в закрытом попо>кении затвора конец каждой из створок комплекта вступает в контакт с внутренней

1608454

KPG вол ств цы про пол его

Ств обе ног ней нар при изв мет ки и

36 пер

we, 35. гиль са. ком воз обе емо кин ося чэго зуб тов реве без ко нс под цов пуса сбл этом реэц .вра легч тоно тол сып санн вели .ния вог пред етн личн носи кой соответствующей створки протижащего комплекта. Зто предотвращает лательные случайные перемещения рок в направлении оси грунтоноса. РезО, набегая на внешнюю поверхность иволежащих ножей-подсекателей, доительно запирают затвор, увеличивая жесткость в закрытом положении. рки 17, сближаясь к оси грунтоноса, печивают удаление остатков выбуренрезцами грунта, скопившихся на верхповерхности данных створок и у жной поверхности гильзы 30 между ивами 11 корпуса 1. осле закрытия затвора манипулятор екает грунтонос и доставляет его e «.ерзируемую капсулу для транспортировобы на последующий анализ. ля извлечения пробы из грунтоноса ем 37 воздействуют через отверстие танги 5 на верхний торец штока 33, мещая последний в нижчее положечто сопровождается сжатием пружины ри этом диск 34, перемещаясь вниз в е 30, выдавливает пробу из грунтоноосле удаления штыря 37 шток 33 с дис34 под действием пружины 35 ращаются в исходное положение. более тяжелых условиях работы для печения постоянства усилия, передавао на ножи-подсекатели 19, в качестве матическай передачи от штанги 5 к

10 вместо диска 6 с пальцами 7 и ры9 с пазами 8 может быть использовано атое зацепление (фиг.6). ри отборе проб прочных и вязких грунакрывание затвора грунтоноса после са вращения привода достигается и спользования храпового механизма в рукции, а лишь за счет возникновения ора грунта о тыльные поверхности резО, вызыва«ощего затормаживание кор1 относительно приводного диска 6 и жения ножей-подсекателей 19. При сопротивление грунта, испытываемое ми 20, заставляет их смещаться к оси ения привода, что дополнительно обет процесс закрывания затвора груна. Однако при отборе проб малой ины и особенно в условиях слабых и чих грунтов (сухой песок, пепел) опие сопротивление может быть мало по

«ине и недостаточно для самоторможеорпуса 1. Поэтому применение храпомеханиэма предпочтительно в «агаемом грунтоносе, так как повышаежность срабатывания затвора в раз«х грунтовых условиях. райние угловые положения диска 6 отельно корпуса 1, соответствующие открытому и закрытому положениям затвора фиксируются подпружиненными фиксаторами (не показаны).

К преимуществам предлагаемого грун5 тоносэ относятся широкий диапазон его использования для отбора проб различных категорий грунтов. высокая сохранность отобранных монолитов, а также отсутствие приемной полости ниже затвора и других

10 элементов конструкции, способствующих образованию скоплений частиц раэбуренного грунта на наоужных поверхностях грунтоноса, что особенно важно при его использовании в автоматизированных комп15 лексах по отбору и доставке проб, например, в опасных для человека условиях.

Формула изобретения

1. Грунтонос, включающий корпус, 20 штангу, коаксиально установленную в корпусе и связанную с приводом вращения, гильзу, резцы и ножи-подсекатели, закрепленные на осях, кинематически связанных со штангой, отличающийся тем, что, с

25 целью повышения надежности процесса отбора проб малой толщины ненарушенной структуры в различных грунтовых условиях, он снабжен зэтвором, выполненным в виде объединенных в комплекты, име«ощих фор30 му кольцевых отрезков переменной длины острозаточенных пластин, одним концом установленных на осях ножей-подсекателей и соединенных между собой с возможностью ограниченного взаимного углового пе35 ремещения, при этом крайние пластины каждого комплекта соответственно соединены с корпусом и ножом-подсекателем, а резцы выполнены с боковыми режущими кромками и закреплены на ножах-подсека40 телях.

2. Гру«тонос по п.1, отл и ч а ю щи и с я тем, что корпус снабжен хвостовиком и кинематически связанным с ним храповым ме45 ханизмом, 3. Грунтонос по п.!, отл и ча ю ш иMся тем, что каждая пластина комплекта выполнена с расположенным на ее периферийной части вырезом, при этом вырезы пластин

50 комплекта расположены со смещением относительно друг друга с возможностью образования винтовой канавки, 4. Грунтонос по п.1, о т л и ч э ю шийся

55 тем, что штанга выполнена полой и снабжена размещенными в ней штырем и подпружиненным относительно его штоком с диском, установленным с возможностью осевого перемещения на величину, соответ" ствующую высоте гильзы, 1608454

5, Грунтонос по п,1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что корпус снабжен установленными в его нижней части упорами, выполненными в виде дугообразных пластин с пилообразными зубьями на нижней кромке.

1608454

О д

1608454

Составитель Г. Веселов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Л. Патай

Редактор Е. Папп

Заказ 3607 Тираж 496 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101